一.變頻空調(diào)與普通空調(diào)的比較 

變頻空調(diào)的優(yōu)點(diǎn) 

  表1  變頻空調(diào)與常規(guī)空調(diào)的比較

序 號(hào)項(xiàng)    目常  規(guī)  空  調(diào)變  頻  空  調(diào)

1適應(yīng)負(fù)荷的能力不能自動(dòng)適應(yīng)負(fù)荷變化自動(dòng)適應(yīng)負(fù)荷的變化

2溫控精度開/關(guān)控制,溫度波動(dòng)范圍達(dá)2℃降頻控制,溫度波動(dòng)范圍1℃

3啟動(dòng)性能啟動(dòng)電流大于額定電流軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流很小

4節(jié)能性開/關(guān)控制，不省電自動(dòng)以低頻維持，省電30%

5低電壓運(yùn)轉(zhuǎn)性能180V以下很難運(yùn)轉(zhuǎn)低至150V也可正常運(yùn)轉(zhuǎn)

6制冷、制熱速度慢快

7熱冷比小于120%大于140%

8低溫制熱效果0°C以下效果差-10°C時(shí)效果仍好

9化霜性能差準(zhǔn)確而快速，只需常規(guī)空調(diào)一半的時(shí)間

10除濕性能定時(shí)開/關(guān)控制，除濕時(shí)有冷感低頻運(yùn)轉(zhuǎn)，只除濕不降溫，健康除濕

11滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)無此功能自動(dòng)以高頻強(qiáng)勁運(yùn)轉(zhuǎn)

12保護(hù)功能簡(jiǎn)單全面

13自動(dòng)控制性能簡(jiǎn)單真正模糊化、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)化



·         變頻空調(diào)的控制特點(diǎn)

1.適應(yīng)負(fù)荷的能力

     如圖1，常規(guī)空調(diào)的制冷能力隨著室外溫度的上升而下降，而房間熱負(fù)荷隨室外溫度上升而上升，這樣，在室外溫度較高，本需要空調(diào)向房間輸出更大冷量時(shí)，常規(guī)空調(diào)往往制冷量不足，影響舒適性；而在室外溫度較低時(shí)，本需要空調(diào)向房間輸出較小冷量，常規(guī)空調(diào)往往制冷量過盛，白白浪費(fèi)電力。而變頻空調(diào)通過壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，可以實(shí)現(xiàn)制冷量隨室外溫度的上升而上升，下降而下降，這樣就實(shí)現(xiàn)了制冷量與房間熱負(fù)荷的自動(dòng)匹配，改善了舒適性，也節(jié)省了電力。

　

    變頻空調(diào)調(diào)節(jié)制冷量的原理如下：

    一定工況下，制冷量與制冷劑質(zhì)量流量成正比，

               即   Q = q . m

                       式中，Q — 制冷量

                       q — 制冷劑單位質(zhì)量制冷量

                       m — 制冷劑質(zhì)量流量

    一定工況下，制冷劑質(zhì)量流量與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速成正比例函數(shù)關(guān)系，

            即  m = f ( N )

           式中 f — 制冷劑質(zhì)量流量與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)關(guān)系，不同結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)此關(guān)系式不同

             N — 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速

    綜合上兩式，就可以通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)空調(diào)制冷量的調(diào)節(jié)，這正是直流或交流變頻空調(diào)變頻能量調(diào)節(jié)的原理。

　

2.溫度調(diào)節(jié)方法

　

   以制冷狀態(tài)為例，圖3表示的為常規(guī)空調(diào)的溫度調(diào)節(jié)方法，其中T為室內(nèi)溫度，Ts為設(shè)定溫度，達(dá)到設(shè)定溫度壓機(jī)停，室內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度1度，壓縮機(jī)重新開啟。圖4為變頻空調(diào)的溫度調(diào)節(jié)方法，室溫每降低0.5度，運(yùn)轉(zhuǎn)頻率就降低一檔，相反，室溫每升高0.5度，運(yùn)轉(zhuǎn)頻率就升高一檔，即室溫越高，運(yùn)轉(zhuǎn)頻率越大，以便空調(diào)快速制冷，室溫越接近設(shè)定溫度，運(yùn)轉(zhuǎn)頻率就越小，提供的制冷量也越小，以維持室溫在設(shè)定溫度附近，溫度波動(dòng)小。

3.啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)性能

   圖5、圖6分別為常規(guī)空調(diào)、變頻空調(diào)啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速曲線。常規(guī)空調(diào)以定頻啟動(dòng)、定速運(yùn)轉(zhuǎn)。變頻空調(diào)低頻啟動(dòng)、變頻運(yùn)轉(zhuǎn)。

　

4.節(jié)能性

    常規(guī)空調(diào)開/關(guān)方法控制，壓縮機(jī)開關(guān)頻繁，耗電多。變頻空調(diào)自動(dòng)以低頻維持室溫基本恒定，避免壓縮機(jī)頻繁開啟，比常規(guī)空調(diào)省電30%左右。

5.低電壓運(yùn)轉(zhuǎn)性能

　

    常規(guī)空調(diào)在電壓低于180V左右時(shí)，壓縮機(jī)就不能啟動(dòng)，而變頻空調(diào)在電壓很低時(shí)，降頻啟動(dòng)，降低啟動(dòng)時(shí)的負(fù)荷， 低啟動(dòng)電壓可達(dá)150V。

6.熱冷比

    常規(guī)空調(diào)制冷、制熱壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速一樣，只能通過系統(tǒng)匹配提高熱冷比，局限性很大。

    變頻空調(diào)制熱時(shí)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速比制冷時(shí)高許多，所以熱冷比可高達(dá)140%以上。（制熱時(shí) 高運(yùn)轉(zhuǎn)頻率往往要比制冷 高運(yùn)轉(zhuǎn)頻率高20Hz左右）

7.低溫制熱效果

    常規(guī)空調(diào)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，0°C以下壓縮機(jī)功率很低，實(shí)際上沒有什么制熱效果；

    變頻空調(diào)低溫下以高頻運(yùn)轉(zhuǎn)，制熱量是常規(guī)空調(diào)的3、4倍。

8.滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)

    常規(guī)空調(diào)壓縮機(jī)只有一種轉(zhuǎn)速，不可能實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷時(shí)的強(qiáng)勁運(yùn)轉(zhuǎn)；

    變頻空調(diào)在人多時(shí)、剛開機(jī)時(shí)或室內(nèi)外溫差較大時(shí)，可實(shí)現(xiàn)高頻強(qiáng)勁運(yùn)轉(zhuǎn)。

9.保護(hù)功能

    常規(guī)空調(diào)每次發(fā)生電流等保護(hù)均需停壓縮機(jī)；

    變頻空調(diào)每當(dāng)發(fā)生保護(hù)時(shí)均以適當(dāng)?shù)慕殿l運(yùn)轉(zhuǎn)予以緩沖，可實(shí)現(xiàn)不停機(jī)保護(hù)，不影響用戶的使用。

二.變頻空調(diào)的電路基本原理

    變頻空調(diào)根據(jù)壓縮機(jī)是采用交流還是直流電機(jī)可分為交流變頻和直流變頻兩種。

1.交流變頻空調(diào)

（1）基本原理

    異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由定子主磁通和轉(zhuǎn)子電流相互作用而產(chǎn)生的。定子繞組渡過電流時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，因而產(chǎn)生了感應(yīng)電流，該電流與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，便產(chǎn)生了磁場(chǎng)力。而實(shí)際上對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速（通常稱為同步轉(zhuǎn)速）n0與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n1是有差別的，兩者之差與同步轉(zhuǎn)速的比值，我們稱之為轉(zhuǎn)差率，用s來表示，即

                   式中，f — 電流頻率

                       p — 電機(jī)極對(duì)數(shù)

所以轉(zhuǎn)子的速度n1可用下式表示

    由上式可知，只要改變異步電動(dòng)機(jī)的供電頻率，電機(jī)的轉(zhuǎn)速便會(huì)發(fā)生改變，交流變頻空調(diào)就是根據(jù)這一基本原理來運(yùn)行的。

    異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1為：

        式中，k — 電機(jī)繞組系數(shù)；

              N1 — 每相定子繞組匝數(shù)

              Φ — 每極磁通

    由于定子阻抗上的壓降很小，可以忽略，這樣，我們便可以得到：

　

    由上式可知，磁通Φ與U1/f成正比。對(duì)于磁通 Φ，我們通常是希望其保持在接近飽和值，如果進(jìn)一步增大磁通 Φ，將使電機(jī)的鐵心飽和，從而導(dǎo)致電機(jī)中流過很大的勵(lì)磁電流，增加電機(jī)的銅損耗和鐵損耗，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因繞組過熱而損壞電機(jī)。而磁通 Φ的減小，則鐵心未得到充分的利用，使得輸出轉(zhuǎn)矩下降。這樣，由上式可知，要保持 Φ恒定，即要保持U1/f恒定，改變頻率f的大小時(shí)，電機(jī)定子電壓U1必須隨之同時(shí)發(fā)生變化，即在變頻的同時(shí)也要變壓。這種調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法我們稱為VVVF（Vairble   Voltage  Varibe  Frequency)，簡(jiǎn)稱為V/F變頻控制�，F(xiàn)在變頻空調(diào)的控制方法基本上都是采用這種方法來實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的。下圖為一變頻空調(diào)的V-f曲線圖

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